题目
若螺纹的直径和螺纹副的摩擦系数一定,则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的()。
若螺纹的直径和螺纹副的摩擦系数一定,则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的()。
题目解答
答案
导程S和牙型角
解析
考查要点:本题主要考查螺纹传动效率的影响因素,需结合螺纹几何参数与摩擦特性进行分析。
解题核心思路:
- 明确效率公式:螺纹传动效率与升角、牙型角相关,需通过公式推导或物理意义理解关键参数。
- 排除固定条件:题目中直径和摩擦系数固定,因此只需关注剩余变量(导程、牙型角)。
- 参数关联性:导程决定升角大小,牙型角影响当量摩擦系数,两者共同作用于效率。
破题关键点:
- 导程S:通过改变升角直接影响传动阻力。
- 牙型角:通过改变接触面摩擦特性影响效率。
螺纹传动效率公式为:
$\eta = \frac{\cos(\alpha + \phi)}{\sqrt{1 + \left(\frac{S}{d_2} \tan\phi\right)^2}}$
其中:
- $\alpha$ 为牙型角,$\phi$ 为升角,$S$ 为导程,$d_2$ 为螺纹中径。
关键分析:
-
导程S:
- 升角 $\phi = \arctan\left(\frac{S}{\pi d_2}\right)$,导程增大时升角增大,分母中的 $\tan\phi$ 增大,分母整体增大,效率 $\eta$ 减小。
- 但分子中的 $\cos(\alpha + \phi)$ 随 $\phi$ 增大而减小,综合导致效率下降。因此,导程S直接影响效率。
-
牙型角$\alpha$:
- 分子中的 $\cos(\alpha + \phi)$ 随 $\alpha$ 增大而减小,导致效率降低。
- 牙型角越大,当量摩擦系数越大,进一步降低效率。
结论:当直径和摩擦系数固定时,效率由导程S和牙型角共同决定。